CS205724B1 - Spdsob výroby, vinylaoetátu - Google Patents

Description

205 724 (11) <Bl) ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁ{REPUBLIKA. ( 19 )

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (61) ' ' ' (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 21 θ2 79 (21)PV 1139-79 (51) IntCl3 C 07 C 69/15

(ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněné 2$ 08 80(45) Vydané 01 09 83 u·»/

Autor vynálezu SIKORAI ŠTEFAN ing., ŠTIFNER ŠTEFAN ing., WAHADZXN WALTER ing. CSc. a JURÁŠEKFRANTIŠEK ing., ŠAÍA (54) Spůsob výroby, vinylaoetátu

Vynález aa. týká spůsobu výroby vinylácetátu z aoetylánu a kyseliny octovéj, v přítom-nosti zinočnatého katalyzátore na aktívnom uhlí ako nosiči, parofáznym spůsobom a rieSitechnicky zdůvodněný režim priemyselnej syntézy*

Vo vSeobeonosti možno celý výrobný cyklus syntézy vínylacetátu rozdělit* v zásadě dotrooh fáz. V prvom radě je to počiatočná, náběhová fáza, ktorou sa zahajuje výroba s čer-stvým katalyzátorem a slúži na postupné dosiahnutie predpísaných technologických a výrob-nýoh parametrov, Hmotové zaťažovanie reaktora syntéznou zmesou musí totiž prebiehať pos-tupné a plynule, inak nie je možné zabezpečit* odvod reakčného tepla. KonStantný obsah pro-duktu vo vystupujúoej zmesi sa dosahuje reguláciou a postupným nárastom teploty na kataly-tiokom lůžku. Dosiahnutím předpisáného hmotového zaťaženia a ustálením režimu táto fázakončí a volbě preohádza do druhéj, produkčněj fázy, kde sa zabezpečuje podstatná část* vý-roby prialačného praoovného cyklu násady katalyzátora. Hmotové zaťaženie reaktora, ako ajmolárny poměr reagujúoioh'zložiek, zostáva až do ukončenia cyklu nezmenený, čo je charak-teristické pre vSetky doteraz známe spůsoby a potřebná konoentráoia vinylaoetátu v suro- _ vom produkte sa zabezpečuje postupným zvy2ováním teploty na katalytickom lůžku. Nárastteploty v tejto fáze sa vyznačuje konStantným časovým gradientem až do doby, (přibližnépo troch Stvrtináoh doby praoovného cyklu), keS už na zabezpečenie stálej koncentrácie vi-ny lacetátu v surovom produkte nepostačuje a teplotu je potřebné zvySovať rýchlejšie, Fra- 205 724 i 205 724

οαναγ cyklus tak preohádza do koneSnej tretej fázy, ktorá je charakterizovaná neustále sazvyáujúoim Sašovým gradientem teploty katalyzátora a po dosiahnuti teploty 215 až 220 °C .v sa syntéza ukonSi. : < Z hfadiska skutoSne používaných hodnét molámeho poměru surovin na syntézu sa jed-notlivé technologie liáia a používá sa jeho poměrně Široký rozsah, závisle od druhu kata-lyzátora, surovin, konStrukoie reaktora a oelého výrobného zariadenia. Optimálně hodnotasa ustáli na základe entpiriokýoh údajov a skúsenosti pre příslušné výrobné zariadenie, Nazáklade údajov z literatúry možno tvrdit', že u katalyzátorov na báze kysliSníkov sa pou-žívajú nižSie moláme poměry áko u katalyzátorov s ootanom zinoénatým. No ani v rámoljedného druhu katalyzátora nie sú názory na velkost’ molámeho poměru jednotné a závisléod horeuvedenýoh skutoSnosti sú doporučovaná v rozsahu 3 až 10 v prospeoh aoetylénu, Z uvedeného je zřejmé, že tieto spésoby nezohl’adňujú změny aktivity katalyzátora v závis-losti na Sase, ani možnosti, ktoré dává výsledný vzťah pre kinetiku tejto syntézy. Je ne-pochybné, že tieto spdaoby využivajú kvalitu nasadeného katalyzátora len pasivné a ibajednostranné, zvyšováním reakSnej teploty, zabraňujú postupnému znižovaniu konoentráoievinylaoetátu v surovom'produkte.

Uvedené nedostatky odstraňuje spSsob výroby vinylaoetátu z aoetylénu a kyseliny oo-tovej pri moláraom pomere aoetylénu ku kyselina ootovej v rozmedzi'5 až 5,5 vzttožené naSisté zložky, za přítomnosti zinoSnatého katalyzátore-na aktívnom uhlí ako nosiSl, pri

X teplotách v rozmedzi 150 až 200 °C parófázným apdsobom podl*a vynálezu, kterého podstatouje také uskutoSnenie, pri ktorom v ustálené j syntéze jednotlivého ^raoovného oyklu nása-dy katalyzátora sa po dosiahnuti záporné j smernioe Sasovej závislostí aktivity ^tatalyzá-tora postupné zníži hmotnost’ dávkovanej kyseliny ootovej o 5 až 20 hmotnostnýoh pdyod-ne dávkovaného množstva kyseliny, priSom -dávkované množstvo aoetylénu zostáva konStantné,U Jednotlivých násad katalyzátorov, ktorýoh aktivita má zápornú smerniou v oelom praoov-nom oykle sa dávkuje znižené množstvo kyseliny ootovej závisle od aktivity, už od za-Siatku výrobného oyklu. E týmto závěrom sa dospělo vyhodnotením výsledkov merania kině-tiky syntézy vinylaoetátu a aktivity katalyzátora v priebehu oelého oyklu priemyselnejsyntézy vinylaoetátu. Potvrdilo sa, že rýphlosť reakoie tvorby vinylaoetátu je popísanárovniooú . · / -B \ a b r = k . exp ( λ · P-| · kde je r - rýohlosť reakoie v (kmól/kg kat. séo)k - rýohlostná konátanta (kmól/kg seo p) E - aktivaSná energia ayntézňajreakoie v (kJ/mol) R - plynová konátanta (kJ/mól E) . T - absolutná teplota v /°E/. ρ^- paroiálny tlak aoetylénu y (HPa) p2- paroiálny tlak kyseliny ootovej v (MPa) priSom exponenty a,b představujú poriadok reakoie vzhXadom k'příslušným reagujúoim slož-kám a v súlade s literárnymi údajmi mdžu nadobuduúť hodnoty a a 1 až 1,65, ba O až 0,65, 3 205 724 pričom autor mi namerané hodnoty s použitím katalyzátora vyrobeného podl'a Čsl AO 1Ó3 570sú pre a = 1,86 a b = -0,079. Ďalej bol zistený poriadok reakcie vzhl’adom na vznikáJúcivinylaoetát, kde hodnota exponenta paroiálneho tlaku tejto zložky má výsledná hodnotu0,027. Ďalej ea zietilo, že změna aktivity v priebehu výrobného cyklu má nasledovný cha-rakteristický priebeh. Počas prvej náběhověj fázy vzrastá a maximum dosahuje až na konciprvej Stvrtiny oelkovej' doby praoovnáho cyklu. Potom zadně rovnoměrně klesat* a gradienttohoto poklesu je konštantný až do konca trooh čtvrtin celkovej doby praoovnáho cyklu. Odtejto doby pokles aktivity nadobudne exponenciálny priebeh, Sasové zhodný s trefou koneč-nou fázou. Předpokládaný epůeob vhodné využívá a zohledňuje jednak kinetická rovniou syn-tézy vinylaoetátu, tak aj časová změnu aktivity. ZabezpeSovanie predpísanej hodinovéj vý-roby produktu pri konStantnom molámom pomere reagujáoioh zložiek iba postupným zvyšová-ním teploty na katalytiokom lůžku, je totiž oddůvodnené len v rámci doby, keS vlastná ak-tivita katalyzátora stúpa. Ďalši priebeh syntézy je nevyhnutná riadif v zmysle kinetickáJrovnice, podl*a ktorej je rýohlosf tvorby vinylaoetátu za jednotkový Sas, z praktickéhohladieka, iba funkoiou paroiálneho tlaku aoetylénu v reagujáoej zme.si. Vhodnost* takéhotozásahu priaznivb ovplyvňuje aj skutoSnosť, že paroiálny tlak produktu rýohlosf reakcie je-ho tvorby prakticky nezníži. V důsledku nižšieho obsahu nastrekovanej kyseliny octovej sazvýši parciálny tlak aoetylénu v žmesi a rýohlosf reakcie v dánom Sase pri tej istej teplo-to vzrastie. Tak istc sa predíži zdržná doba zmesi pri přechode katalytickou zónou, čímsa zvýši množstvo vznikajúoeho produktů. To znamená, že v priebehu hlavněj produkčněj fá-zy, až po ukonSenie syntézy, sa zabezpečí rovnaká prodůkoia vinylaoetátu. pri nižšom gra-diente vzostupu teploty katalytiokého lůžka, v důsledku čoho sa prediži životnost’ kataly-zátora a celková dlžka praoovnáho cyklu a důjdek zníženiu množstva surového vinylaoetátuako medziproduktu, ktorý je potřebná áalej náročné spracovávat*. Výhody navrhovaného spůsobu spočívajá predovšetkým v predlžení oelkovej doby produk-tívneho cyklu násady, katalyzátora, čo sa prejaví znížením jeho normovanéj spotřeby. Výs-ledkem uplatnonia spůsobu podl’a vynálezu je Sálej podstatné zlepšenie kvality vyrábaného vinylaoetátu, pretože sa zniži nielen obsah vznikájúcioh vedlajšíoh produktov samotnej« , syntézy, ale aj množstvo vstupujáoioh nečistůt vratnou regenerovanou kyselinou octovou.Okrem toho, takáto celkové zníženie obsahu nečistůt vo vstupujáoej syntéznej zmesi vedlek zásadnému predlženiu životnosti katalyzátora a spolu s jeho nižSou teplotou prispieva kpredlženiu oelkovej doby praeovného cyklu. Pretože sa zníži množstvo nastrekovanej kyseli-ny octovej, pri zachovaní objemov vyrábaného produktu, dochádza k podstatnému zlepšeniupomerov na separáoii a to na všetkýoh rektif ikačnýeh stupňooh. V důsledku uvedeného satak isto znížia energetické příkony, pretože sa zníži spotřebované množstvo páry potrebnejna odparovaaie kyseliny, octovej, rektifikácie produktu a regenerovanéj kyseliny. Energe-tický příjem je evidentný aj v spotřebo chladu v časti kondenzácie pár syntéznej zmesi,pričom sa zvýši -aj jej účinnost*, ale aj z poklesu dopravovaných množstiev jednotlivýchtechnologických prúdov. Realizáeia předkládaného spůsobu je jednoduchá a nevyžaduje žiad-he úpravy výrobného zariadenia ani systém merania, reguláoie a jej uskutočnenie nevyžadu-je potřebu 3al’šloh investičnýoh ani prevádzkovýoh nákladov. Navrhovaný špůsob je bezpečný,

Claims (2)

1. 4

   20S 724 protože i pri zohl’adnaní novýoh teohniokýoh poznatkov a závislosti nevýhoduJe z hranic do-volenýoh a overenýoh zásad pre manipuláoiu s předmětnými látkami, výsledkem Soho Je opti-má lny, teohnioky odddvodnený technologický předpis yýroby vlnylaoetátu. Přiklad konkrétného uskutodnenia spdsbbu podl’a vynálezu, ktorý neobmedzuje Jeho vyu-žit ie, ale objasňuje Jeho podstatu pre Jednotlivý trubkový reaktor Je nasledovný. Po uply- 'nuti 500 hodin trvalého ohodu priemyselnej syntézy vlnylaoetátu, na katalyzátore ktorý do-sahuje v dlhodobom sledováni priemernú dižku praoovného oyklu 1 100 najviao í 400 hodin,pri maximálnom hmotovom zaťaženi, do představuje 1 300 NnP/hod aoetylénu a 600 kg/hod ky-seliny octovéj, sa upraví molámy poměr týohto reagujúoioh zložiek z pdvodného 5,4 na hod-notu 5,9 postupným znižovanlm množstva vstupujúoej kyseliny ootovej na 550 kg/hod. Maxi-málna rýohlosť tohoto znlžovanla Je 10 kg kyseliny za 6 hodin ohodu, to znamená, že uvede-ná změna moláraeho poměru sa uskutodni v priebehu 30 hodin* Následkem uvedenej úpravy tech-nologického režimu narastie konoentráola vlnylaoetátu v surovom produkte na hodnotu 63 až65 % hmotnostnýoh. Vzhl*adom na to, že celková rýohlosť reakoie vzrastie, Je potřebné obme-dziť doteraJSiu rýohlosť narastania teploty katalytiokého ldžka a Jeho teplota sa udržujev priebehu oelej úpravy, teda najmenej 30 hodin, na konStantnej hodnotě, ktorá sa dosiah-la do zadiatku tohoto technologického zásahu. Celková doba výrobného oyklu v 'zrovnateltoýohpodmienkaoh dosahuje 1 500 a viao hodin ohodu. PREDMET VY NALEZU. í «

   1, Spósob výroby vlnylaoetátu z acetylénu a kyseliny ootovej pri molárnom poměr© aoetylénuku kyselině ootovej v rozmedzl 5 až 5,5 vzťažené na disté zložky, za přítomnosti zinod-natého katalyzátoru na aktivnom uhlí ako nosidi, pri teplotáoh v rozmedzl 150 až 200 °Cparofáznym spdsobom, vyznadujúoi sa tým, že v ustálenoJ syntéze Jednotlivého praoovného . oyklu násady katalyzátore sa po dosiahnutl zápornéJ smernióe SasovéJ závislosti aktivi-ty katalyzátore postupné znlži hmotnost’ dávkovanéj kyseliny ootovej o 5 až 20 $ hmot-nostnýoh pdvodne dávkovaného množstva kyseliny, pridom dávkované množstvo aoetylénuzostáva kondtantné.
2. 2. Spósob výroby vlnylaoetátu podl’a bodu 1, vyznadujúoi sa tým, že u jednotlivýoh násadkatalyzátorov, ktorýoh aktivita má zápornú smerniou v oelom praoovnom oykle sa dávkujeznižené množstvo kyseliny ootovej, závisle od aktivity, už od zadiatku výrobného oyklu. Vytiskly Moravské tiskařské závody,provoz 12, Leninova 21, Olomouc Cena: 2,40 Kčs